引言

化学是一门基础科学，是初中阶段学生科学素养培养的重要学科。但是，传统的化学实验教学普遍采用了标准化的操作流程，学生处于被动接受的学习模式，缺乏自主探究的动力和兴趣。这种单一的教学模式不仅限制了学生的学习效果，而且也很难满足现代社会对创新性、实践性人才的需求。因此，如何通过教学设计和技术创新激发学生的学习兴趣，培养其科学探究能力，成为当前初中化学教学改革的重要课题。本文从实验设计、化学史教育、现代教育技术三个方面提出一套系统化的教学策略。通过这些策略的综合运用，能有效地激发学生的学习兴趣，培养其科学探究能力和创新思维，为初中化学教学的改革提供理论支持和实践参考。

一、实验设计的多元化创新

传统的化学实验教学往往局限于标准化的操作流程，学生在教学中形成一种被动接受的学习模式，很难引发学生自主探究的动力^[1]。为了突破这一局限，教师要系统开发开放性、实践性强的实验课程体系。以“天然pH检测剂制备”为例，可设计为由材料筛选、有效成分提取、性能测试及数据分析的完整探究过程。材料选择阶段结合常见的紫薯、玫瑰、紫甘蓝，拓展到黑枸杞、红心火龙果等含有花青素的新型原料，引导学生比较不同植物色素的显色特性。提取工艺可以引入超声波辅助提取、低温浸提等方法，让学生探究温度、溶剂极性等因素对提取效率的影响。在应用环节，除常规的酸碱测试外，增加梯度实验，例如配置不同pH的标准缓冲溶液建立比色卡，定量分析自制指示剂的变色范围。同时鼓励学生将检测试剂应用于实际生活场景，如土壤酸碱度、化妆品pH值等，培养其科学探究能力。通过项目式学习模式，强化学生实验操作技能的同时，更能培养学生的观察能力、数据分析能力和创新思维。在材料筛选阶段，学生要通过查阅文献和实验，确定最佳植物来源;提取工艺阶段，学生可以设计对比实验，研究不同的提取条件对色素提取效率的影响;性能测试阶段，学生可以利用分光光度计等仪器，定量分析色素的吸光度变化，从而建立pH值与颜色变化的对应关系。

二、化学发展历程的有机融合

化学史的教学价值不仅在于传承知识，更是在于展示科学发展的动态过程及其背后的思维方式^[2]。如在氧气发现案例的教学设计中，剖析18世纪化学革命的背景与细节，引导学生领悟科学探索的复杂性和曲折性。先介绍普利斯特里1774年的经典实验:通过聚焦阳光加热氧化汞，收集到能够支持燃烧和维持呼吸的气体，并将其命名为“脱燃素空气”。这一发现具有划时代的意义，但由于当时燃素说的理论框架所限，普利斯特里无法从根本上理解其实验结果的本质。在教学过程中，可引导学生分析普利斯特里的实验记录，探讨普利斯特里由于受燃素说束缚而造成的认知局限，如他把氧气解释为“缺少燃素的空气“，而不是一种单独的化学元素。然后把拉瓦锡1775-1783年定量研究引入，重点介绍他如何通过准确测量物质燃烧前后的质量变化，提出氧化学说的过程。拉瓦锡在实验中采用了曲颈甑等发明装置，进行大量系统定量的实验，最终得出“燃烧是物质与氧结合的过程“的结论。如教学中，让学生重复拉瓦锡的金属煅烧实验，通过对比实验，用现代分析天平来验证质量守恒定律，从而感受定量研究的重要性^[3]。

三、现代教育技术的创新应用

信息化教学手段的整合需要遵循“技术服务于内容”的基本原则。在微观过程可视化方面，利用MaterialsStudio，Chem3D等专业软件建立分子动力学模型，动态展示如酯化反应中羧基与羟基的脱水过程，或者配合电子密度云图解析共价键的形成机制^[4]。这些软件不仅能产生高精确的分子模型，而且能动态模拟化学反应的全过程，帮助学生直观领会抽象的微观机制。例如，在酯化反应的教学中，学生可以通过软件观察羧酸中的羟基和醇中的羟基逐步失去水分子，形成酯键的过程。此外，电子密度云图可以直观地显示共价键的形成与断裂，帮助学生了解化学键的本质。对于晶体结构等立体概念，应用VR技术来360°观察NaCl晶胞的离子排列，以手势交互来进行晶面切割。这种直观式的学习体验，可以使学生更加直观地理解晶体结构的三维排列方式。例如，通过VR技术，学生通过旋转NaCl晶胞，可以观察氯离子和钠离子的交替排列方式，通过切割操作，可以看到不同晶面的结构特征。这样的互动式学习，不仅提高了学生的兴趣，而且加深了他们对晶体结构的理解。

结束语

通过趣味化学实验、化学史教育和信息化教学手段的综合运用，有利于提高初中学生化学学习的兴趣，同时培养他们科学探究能力和创新思维。多元化的实验设计提供给学生一个开放性、实践性的学习环境;化学史的融入使学生理解科学发展的动态过程;现代教育技术的应用为实验教学提供了直观、安全的教学工具。

参考文献：

[1]孙培培.趣味化学实验在初中化学教学中的实践探索［J］.中国多媒体与网络教学学报（下旬刊），2023（8）：145.

[2]王欣,张林伟.趣味实验在初中化学中的应用探究——以"探究分子运动"一课为例[J].黑龙江教育（教育与教学）,2024(2):58-59.

[3]汪辉.引入口诀辅助轻松学习化学——口诀辅助法在初中化学教学中的应用[J].科学大众:智慧教育,2023(7):0045-0046.

[4]脱晓燕,张蓉,鲁鹏,等.融合社会情境的初中化学趣味教学——以"金刚石,石墨和C_(60)"课题为例[J].中国教育技术装备,2024(13):50-54.